一種控制復(fù)合材料真空輔助成型厚度的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料大型制件的成型方法，具體涉及一種控制復(fù)合材料制件真空 輔助成型厚度的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 真空輔助成型工藝（VARI-Vacuum Assisted Resin Infusion)是一種新型的低成 本復(fù)合材料大型制件的成型技術(shù)。它是在真空狀態(tài)下排除纖維增強(qiáng)體中的氣體，利用樹(shù)脂 的流動(dòng)、滲透，實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維及其織物浸漬，并在一定的溫度條件下進(jìn)行固化，形成一定樹(shù)脂/ 纖維比例的復(fù)合材料制件的工藝方法。VARI成型技術(shù)具有纖維無(wú)需預(yù)浸，且固化無(wú)需在熱 壓罐中進(jìn)行，可大幅降低制造成本，且成型的制品孔隙率低等優(yōu)勢(shì)。然而，由于VARI工藝只 采用單面剛性模具，另一面為柔性真空袋，這樣就無(wú)法直接控制制件成型的厚度，且批次制 造的制件成型厚度也不穩(wěn)定，難以滿足結(jié)構(gòu)的裝配要求，因此，亟待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述不足之處，研宄設(shè)計(jì)能控制復(fù)合材料制 件厚度，滿足裝配要求的制造方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 本發(fā)明提供一種控制復(fù)合材料真空輔助成型厚度的制造方法，該方法在樹(shù)脂充滿整個(gè) 模腔，達(dá)到抽氣管位置后，再繼續(xù)注入樹(shù)脂，通過(guò)控制不同的樹(shù)脂注射時(shí)間，有效控制復(fù)合 材料制件的厚度。
[0005] 本發(fā)明在樹(shù)脂充滿整個(gè)模腔，達(dá)到抽氣管位置后，控制繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間，可以 有效控制復(fù)合材料制件的厚度。通過(guò)確定繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間，可以控制各批次制件成型 厚度，并確保厚度的一致性。
[0006] 本發(fā)明人經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，VARI成型復(fù)合材料制件的厚度隨繼續(xù)樹(shù)脂注射時(shí)間而發(fā) 生變化。因此，可通過(guò)控制樹(shù)脂達(dá)到抽氣管位置后，繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間，來(lái)有效控制復(fù)合 材料制件的厚度，且不影響復(fù)合材料VARI成型工藝的正常實(shí)施。此外，研宄結(jié)果顯示，所述 繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間與制造制件的厚度成反比，制造大厚度的制件時(shí)，繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí) 間短，制造小厚度的制件時(shí)，繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間長(zhǎng)。
[0007] 所述繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間為0-2500秒；制造制件的厚度為2. 020-2. 195毫米。
[0008] 本發(fā)明方法在不改變復(fù)合材料制件VARI成型工藝的設(shè)備的情況下，只需改變 VARI工藝過(guò)程中注射樹(shù)脂的時(shí)間，即可達(dá)到控制制件厚度的目的，有效地解決了 VARI工藝 成型復(fù)合材料制件厚度難以控制且不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明方法適于工業(yè)化生產(chǎn)，有較大的 應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1VARI成型工藝封裝設(shè)備示意圖 1-樹(shù)脂，2-注射管，3-真空袋，4-導(dǎo)流網(wǎng)，5-脫模布，6-纖維織物，7-抽氣管，8-真空 表，9-真空泵，10-樹(shù)脂收集器，11-透氣氈，12-脫模劑，13-密封膠條，14-模具 圖2制件的厚度隨繼續(xù)樹(shù)脂注射時(shí)間的變化曲線 縱坐標(biāo)為制件的厚度（_)，橫坐標(biāo)為繼續(xù)樹(shù)脂注射時(shí)間(秒） 圖3制件的厚度測(cè)試位置 17- 為實(shí)施例制件厚度的測(cè)試位置①，位于注射管附近； 18- 為實(shí)施例2制件厚度的測(cè)試位置②，位于制件中部位置； 19- 為實(shí)施例3制件厚度的測(cè)試位置③，位于抽氣管附近。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例1控制復(fù)合材料制件真空輔助成型制件厚度的制造 本實(shí)施例采用VARI成型工藝封裝設(shè)備如圖1所示： 其中1-樹(shù)脂，2-注射管，3-真空袋，4-導(dǎo)流網(wǎng)，5-脫模布，6-纖維織物，7-抽氣管，8-真 空表，9-真空泵，10-樹(shù)脂收集器，11-透氣氈，12-脫模劑，13-密封膠條，14-模具。
[0011] 本實(shí)施例采用注射粘度為200cps的環(huán)氧樹(shù)脂CYC0M890,注射溫度為90°C，面 密度為267 8/1112的±45°雙軸向碳纖維無(wú)皺褶織物26788111/(+45，-45)/耵540?13 121( 800TeX/1500mm，總鋪層為8層，鋪層順序?yàn)閇±45° ]8。將按照模具型腔尺寸裁剪好的纖維 織物鋪放在模具上，布置好樹(shù)脂流動(dòng)通道和真空通路，然后在模具邊緣用密封膠條和真空 袋進(jìn)行封裝，如圖1所示。待纖維織物壓實(shí)，模腔內(nèi)真空度達(dá)到0.1 MPa，打開(kāi)樹(shù)脂管，注射樹(shù) 月旨，待樹(shù)脂達(dá)到抽氣管位置后，繼續(xù)注射樹(shù)脂10分鐘，，關(guān)閉注射管，將模具升溫至180°C， 保溫2小時(shí)，固化，脫模得到復(fù)合材料真空輔助成型制件，制件厚度為2. 192-2. 198mm。具體 厚度測(cè)試位置見(jiàn)圖3,在圖3顯示的3條直線位置上平均取5個(gè)點(diǎn)，采用游標(biāo)卡尺對(duì)厚度進(jìn) 行測(cè)試。
[0012] 實(shí)施例2 方法同實(shí)施例1，注射樹(shù)脂，待樹(shù)脂達(dá)到抽氣管位置后，繼續(xù)注射樹(shù)脂40分鐘，得到復(fù) 合材料真空輔助成型制件，制件厚度為2. 019-2. 024mm。具體厚度測(cè)試位置同實(shí)施例1見(jiàn)圖 3〇
[0013] 實(shí)施例3 方法同實(shí)施例1，注射樹(shù)脂，待樹(shù)脂達(dá)到抽氣管位置后，立即關(guān)閉抽氣管，得到復(fù)合材料 真空輔助成型制件，制件厚度為2. 084-2. 090mm。具體厚度測(cè)試位置同實(shí)施例1見(jiàn)圖3。
[0014] 實(shí)施例1、2、3厚度測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0015] 表1厚度測(cè)試數(shù)據(jù)
實(shí)施例1、2及3制得的最終制件的厚度隨繼續(xù)注膠時(shí)間的變化如圖2所示。圖中顯 示，所述繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間與制造制件的厚度成反比，繼續(xù)注射樹(shù)脂時(shí)間為零，即樹(shù)脂達(dá) 到抽氣管位置立即關(guān)閉樹(shù)脂注射管，制件的厚度為2. 08mm，在樹(shù)脂到達(dá)抽氣管的位置仍然 持續(xù)注射樹(shù)脂10分鐘左右，制件厚度最大，為2. 19_，厚度增加5. 3%左右，在樹(shù)脂到達(dá)抽氣 管的位置仍然持續(xù)注射樹(shù)脂時(shí)間為40分鐘左右，制件厚度最小，為2. 02mm，比不繼續(xù)樹(shù)脂 注射的制件厚度減小2. 9%左右。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制復(fù)合材料真空輔助成型厚度的制造方法，其特征在于，該方法在樹(shù)脂充滿 整個(gè)模腔，達(dá)到抽氣管位置后，再繼續(xù)注射樹(shù)脂，以有效控制復(fù)合材料制件的厚度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制復(fù)合材料真空輔助成型厚度的制造方法，其特征在 于，所述繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間與制造制件的厚度成反比，制造大厚度的制件時(shí)，繼續(xù)注射樹(shù) 脂的時(shí)間短，制造小厚度的制件時(shí)，繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間長(zhǎng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種控制復(fù)合材料真空輔助成型厚度的制造方法，其特征在 于，所述繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間為0-2500秒；制造制件的厚度為2. 020-2. 195毫米。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種控制復(fù)合材料真空輔助成型厚度的制造方法，該方法在樹(shù)脂充滿整個(gè)模腔，達(dá)到抽氣管位置后，再繼續(xù)注射樹(shù)脂，以有效控制復(fù)合材料制件的厚度。通過(guò)確定繼續(xù)注射樹(shù)脂的時(shí)間，可以確保各批次成型厚度的一致性，且不影響復(fù)合材料VARI成型工藝的正常實(shí)施。本發(fā)明方法在不改變復(fù)合材料制件VARI成型工藝設(shè)備的情況下，只需改變VARI工藝過(guò)程中注射樹(shù)脂的時(shí)間，即可達(dá)到控制制件厚度的目的，有效地解決了VARI成型工藝成型復(fù)合材料制件厚度難以控制且不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明方法適于工業(yè)化生產(chǎn)，有較大的應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】B29C70/34, B29C70/54
【公開(kāi)號(hào)】CN104908337
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510207044
【發(fā)明人】劉衛(wèi)平, 陳萍, 陳吉平, 蘇佳智, 鄭義珠, 潘利劍
【申請(qǐng)人】中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 上海飛機(jī)制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日